[發(fā)明專利]制備鑄造單晶硅的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210024456.2
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN102534748A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武鵬;胡亞蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇協(xié)鑫硅材料科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/06
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

1.一種制備鑄造單晶硅的裝置，包括爐體、安裝在所述爐體中的隔熱組件、放置在所述隔熱組件內(nèi)的坩堝及加熱器，其特征在于，所述制備鑄造單晶硅的裝置還包括引晶組件及氣體導流筒，所述氣體導流筒的一端穿插于所述隔熱組件，所述氣體導流筒的另一端延伸至所述爐體外，所述引晶組件包括用于夾持籽晶的夾持頭及用于驅(qū)動所述夾持頭的驅(qū)動件，所述夾持頭位于所述坩堝的上方。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鑄造單晶硅的裝置，其特征在于，所述引晶組件還包括連桿，所述驅(qū)動件安裝在所述隔熱組件或所述爐體上，所述連桿連接所述夾持頭及所述驅(qū)動件。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鑄造單晶硅的裝置，其特征在于，所述制備鑄造單晶硅的裝置還包括提升組件及懸掛組件，所述隔熱組件包括環(huán)繞所述坩堝四周的側(cè)隔熱籠、分別設(shè)置于所述側(cè)隔熱籠兩端的下隔熱板及頂隔熱板，所述下隔熱板與所述爐體固接，所述頂隔熱板通過所述懸掛組件固定至所述爐體，所述側(cè)隔熱籠通過所述提升組件連接至所述爐體，所述提升組件驅(qū)動所述側(cè)隔熱板朝遠離所述下隔熱板的方向運動，使所述側(cè)隔熱籠與所述下隔熱板之間形成散熱通道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鑄造單晶硅的裝置，其特征在于，所述制備鑄造單晶硅的裝置還包括用于監(jiān)測所述坩堝內(nèi)的單晶硅的生長狀況的監(jiān)測器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備鑄造單晶硅的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測器為紅外高溫計或攝像機。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備鑄造單晶硅的裝置，其特征在于，所述加熱器有頂加熱器、側(cè)加熱器或底部加熱器，各部分獨立控溫。

7.一種采用如權(quán)利要求1至6任一項所述的裝置制備鑄造單晶硅的方法，包括以下步驟：

步驟一、將籽晶夾持在引晶組件的夾持頭上；

步驟二、將多晶硅料及摻雜劑放置于所述坩堝內(nèi)；

步驟三、加熱坩堝，使多晶硅料及摻雜劑完全融化形成硅液；

步驟四、驅(qū)動所述夾持頭相對所述坩堝移動并使夾持在所述夾持頭上的籽晶與所述硅液接觸，對所述籽晶依次進行浸潤、縮頸及放肩工藝處理；

步驟五、當放肩得到的單晶硅的外邊緣接近坩堝的內(nèi)壁時，驅(qū)動所形成的單晶硅相對坩堝移動使所述的單晶硅沉入所述坩堝底部；

步驟六、降低所述硅液的溫度，使硅液沿所形成的單晶硅定向凝固生長，經(jīng)退火冷卻后得到與所述籽晶的晶向相同的鑄造單晶硅。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備鑄造單晶硅的方法，其特征在于，所述摻雜劑與所述籽晶中含有的摻雜劑類型相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備鑄造單晶硅的方法，其特征在于，步驟三至步驟六是在真空或惰性氣氛下進行。